Con un tocco di vibrissa i topi possono distinguere la texture – la trama o grana superficiale – degli oggetti proprio come noi umani facciamo usando la punta dei polpastrelli. Una ricerca, alla quale hanno partecipato alcuni scienziati della SISSA, mostra che è possibile capire quale oggetto ha toccato il ratto solo osservando l’attivazione dei neuroni cerebrali. Un passo in avanti per comprendere come il cervello, anche quello umano, rappresenta il mondo esterno. Il lavoro è stato pubblicato sul Journal of Neuroscience.
Conosciamo il mondo attraverso la rappresentazione sensoriale del nostro cervello. Questa “ricostruzione” passa per l’attivazione elettrica delle cellule nervose, il codice che contiene l’informazione costantemente elaborata dal cervello. Se vogliamo dunque capire quali regole segua la rappresentazione del mondo nel cervello dobbiamo comprendere come l’attivazione elettrica sia legata all’esperienza sensoriale. Per questo motivo un team di ricercatori fra i quali Mathew Diamond, Houman Safaai e Moritz von Heimendahl della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste ha analizzato il comportamento e l’attivazione di network di neuroni nei ratti quando questi eseguivano dei test di riconoscimento tattile di alcuni oggetti.
Negli esperimenti si osservava la performance dei ratti – gli animali imparavano a distinguere una texture da un’altra – e contemporaneamente l’attivazione di un gruppo di neuroni sensoriali. “La novità dello studio è che monitora l’attività di un certo numero di neuroni, mentre finora per limiti tecnici si era lavorato su registrazioni singole”, ha spiegato Diamond che alla SISSA dirige il Laboratorio di percezione e apprendimento tattile. “L’attività di questi gruppi di neuroni nel nostro modello è rappresentata come nuvole multidimensionali, cioè con tante dimensioni quante sono le cellule prese in esame (fino a dieci). Abbiamo osservato una nuvola diversa per il contatto con ogni texture diversa”.
Analizzando le “nuvole”, Diamond e colleghi hanno potuto decodificare con successo l’oggetto toccato dal roditore. “Il nostro metodo è così preciso che quando il ratto faceva un errore, e scambiava un oggetto per un altro, anche la decodifica indicava un oggetto diverso da quello effettivamente toccato.
Questo perché la rappresentazione fatta dal cervello – e di conseguenza la nostra decodifica – assomigliava a quella di un oggetto diverso da quello toccato, da qui l’errore”.
Il gruppo di Diamond non intende fermarsi qui. “Nella vita reale, generalmente riconosciamo gli oggetti con più sensi insieme, in maniera integrata. Usiamo infatti il tatto e la vista contemporaneamente, per esempio” spiega Diamond. “Per questo ora stiamo lavorando a nuovi esperimenti con più neuroni, con stimoli più complicati, e più sensi, per costruire rappresentazioni ‘multimodali’ degli oggetti”.
